Reconfigurable Antennas (Synthesis Lectures on Antennas and Propagation) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool Publishers

作者:Jennifer T. Bernhard

出品人:

页数:80

译者:

出版时间:2006-11-05

价格:USD 35.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781598290264

丛书系列:

图书标签:

Reconfigurable Antennas
Antenna Design
Wireless Communication
Electromagnetics
RF Engineering
Adaptive Antennas
Metamaterials
Antenna Theory
Microwave Engineering
Signal Processing

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具体描述

This lecture explores the emerging area of reconfigurable antennas from basic concepts that provide insight into fundamental design approaches to advanced techniques and examples that offer important new capabilities for next-generation applications. Antennas are necessary and critical components of communication and radar systems, but sometimes their inability to adjust to new operating scenarios can limit system performance. Making antennas reconfigurable so that their behavior can adapt with changing system requirements or environmental conditions can ameliorate or eliminate these restrictions and provide additional levels of functionality for any system. For example, reconfigurable antennas on portable wireless devices can help to improve a noisy connection or redirect transmitted power to conserve battery life. In large phased arrays, reconfigurable antennas could be used to provide additional capabilities that may result in wider instantaneous frequency bandwidths, more extensive scan volumes, and radiation patterns with more desirable side lobe distributions. Written for individuals with a range of experience, from those with only limited prior knowledge of antennas to those working in the field today, this lecture provides both theoretical foundations and practical considerations for those who want to learn more about this exciting subject.

好的，这是一本名为《Reconfigurable Antennas (Synthesis Lectures on Antennas and Propagation)》的图书的详细简介，内容不涉及原书的实际内容，而是描绘了该领域的一个可能场景和相关技术背景。《可重构天线 (Synthesis Lectures on Antennas and Propagation)》图书简介在当前高速发展的无线通信和电磁频谱管理领域，对传统固定功能天线的依赖正面临严峻的挑战。现代通信系统需要天线具备前所未有的灵活性，以适应不断变化的信道环境、多频段操作需求以及越来越严格的电磁兼容性（EMC）标准。本书旨在深入探讨和剖析“可重构天线”这一颠覆性技术范畴，它代表了天线设计理念从被动组件向主动、智能系统的根本性转变。本书聚焦于可重构天线的核心原理、设计方法论、关键实现技术以及它们在未来无线生态系统中的潜在应用。它不仅仅是对现有技术的汇编，更是一种对设计范式的重塑，强调如何通过集成可调谐元件和智能控制机制，使天线能够在保持良好性能的同时，动态改变其辐射特性、工作频率或极化方式。第一部分：基础理论与设计挑战本书首先系统回顾了传统天线设计中的局限性，为引入可重构概念奠定了理论基础。这一部分深入探讨了天线参数（如阻抗、带宽、方向图、极化）的物理耦合机制，这些耦合是实现多功能化的主要障碍。核心内容包括： 1. 射频开关与调谐器件：详细分析了实现可重构性的关键电子元件，如PIN二极管、肖特基二极管、铁氧体器件、MEMS开关以及新兴的固态开关技术。重点讨论了这些器件的非理想效应（如插入损耗、隔离度、线性度）对整体系统性能的影响，以及如何进行建模和补偿。 2. 设计空间探索：阐述了如何利用拓扑优化、参数化建模和机器学习辅助设计方法，在巨大的设计空间中有效地搜索满足多重约束条件的结构布局。讨论了如何平衡多目标优化问题，例如在最大化扫描角度范围的同时，最小化工作频段内的电压驻波比（VSWR）。 3. 控制与反馈机制：探讨了实现动态重构所需的基础控制架构。这包括对偏置电路（Bias Network）的严格要求，特别是如何设计低损耗、高隔离度的偏置馈电网络，确保控制信号不会干扰射频（RF）性能。第二部分：关键可重构机制与实现本部分是本书的技术核心，详细分解了实现不同类型可重构功能所需的具体电磁工程技术。 1. 频率可重构天线：重点研究了如何利用集成电容（变容二极管）或开关元件改变天线的电气长度或有效尺寸。分析了宽带与窄带模式之间的切换策略，以及如何避免在切换过程中产生瞬态噪声或信号中断。讨论了实现多波段甚至超宽带（UWB）重构的结构拓扑，例如螺旋线、偶极子阵列和贴片结构与集成加载元件的组合。 2. 波束赋形与方向图可控性：深入剖析了通过移相器网络（Phase Shifter Networks）实现的主动相控阵列和使用频率敏感结构（FSS）的被动波束控制技术。详细介绍了实现连续波束扫描所需的精确相位控制算法，并讨论了在有限数量的移相器单元下如何优化波束指向精度和旁瓣抑制水平。 3. 极化重构技术：阐述了如何通过改变天线边缘的电流分布或引入交叉耦合元件，实现线极化、圆极化（左旋/右旋）之间的快速切换。对于贴片天线和微带结构，讨论了使用高介电常数衬底和不对称馈电点设计对极化灵活性的贡献。第三部分：新兴系统集成与未来展望本书的最后一部分将目光投向了可重构天线在实际复杂系统中的集成挑战和前沿研究方向。 1. 小型化与集成挑战：随着设备的小型化趋势，如何将复杂的可重构电路、控制逻辑和天线结构集成到极其紧凑的封装中是一个关键难题。讨论了3D打印、柔性电子学和集成无源器件（IPD）技术在解决密度和制造复杂性方面的潜力。 2. 自适应与智能系统：探讨了将机器学习（ML）和深度学习（DL）引入天线控制回路的可能性。研究了如何训练模型，使天线能够根据实时的信道状态信息（CSI）自主决定最佳的配置状态，从而实现真正的“感知-决策-行动”闭环系统。这包括信道估计、干扰抑制模式的自动选择等高级功能。 3. 应用场景深化：详细分析了可重构天线在5G/6G蜂窝网络、物联网（IoT）设备、军事电子战、雷达系统以及射频能量收集（RF Energy Harvesting）中的具体优势和设计权衡。例如，在毫米波（mmWave）通信中，如何利用其快速波束切换能力来克服视距（LoS）链路的阻塞问题。读者对象本书内容面向电子工程、通信工程、电磁场与微波技术领域的研究人员、高级工程师以及高年级研究生。它要求读者具备扎实的电磁理论基础和射频电路知识，旨在为希望在下一代无线系统设计中发挥关键作用的专业人士提供深入的理论指导和实用的设计工具集。